Metallista huono tähti, joka sijaitsee vain 190 valovuoden päässä Auringosta, on 14,46 + -0,80 miljardia vuotta vanha, mikä tarkoittaa, että tähti on melkein yhtä vanha kuin maailmankaikkeus! Nämä tulokset syntyivät Howard Bondin johtamassa uudessa tutkimuksessa. Tällaiset metallihuonot tähdet ovat (super) tärkeitä tähtitieteilijöille, koska ne asettavat maailmankaikkeuden iälle itsenäisen alarajan, jota voidaan käyttää muilla keinoilla johdettujen ikä-arvioiden vahvistamiseen.
Aikaisemmin globaalien klustereiden ja Hubble-vakion (maailmankaikkeuden laajentumisnopeuden) analyysit antoivat maailmankaikkeudelle huomattavasti erilaisia aikoja, ja ne kompensoivat miljardeja vuosia! Tästä johtuen Bondin ja hänen avustajiensa tutkitun tähden (merkitty HD 140283) merkitys on tärkeä.
"Virheiden sisällä HD 140283: n ikä ei ole ristiriidassa maailmankaikkeuden iän kanssa, 13,77 ± 0,06 miljardia vuotta, joka perustuu mikroaaltouuni-taustaan ja Hubble-vakioon, mutta sen on täytynyt muodostaa pian ison iskun jälkeen." joukkue totesi.
Metalli-huonoja tähtiä voidaan käyttää rajoittamaan maailmankaikkeuden ikää, koska metallisisältö on tyypillisesti ikämäärittäjä. Raskaammat metallit muodostuvat yleensä supernoova-räjähdyksissä, jotka saastuttavat ympäröivän välistä väliainetta. Tästä väliaineesta myöhemmin syntyneet tähdet rikastuvat enemmän metalleilla kuin edeltäjänsä, ja jokainen peräkkäinen sukupolvi rikastuu yhä enemmän. HD 140283 osoittaa todellakin vähemmän kuin 1% auringon raudasisällöstä, mikä osoittaa sen merkittävän ikän.
HD 140283: ta oli käytetty aiemmin rajoittamaan maailmankaikkeuden ikää, mutta sen arvioituun etäisyyteen (tuolloin) liittyvät epävarmuustekijät tekivät ikämäärityksestä jonkin verran epätarkkoja. Siksi joukkue päätti saada uuden ja parannetun etäisyyden HD 140283: lle Hubble Space Telescope (HST) avulla, nimittäin trigonometrisen parallaksimenetelmän avulla. HD 140283: n etäisyysvarmuus pieneni merkittävästi verrattuna olemassa oleviin arvioihin, mikä johti tähtien tähtien täsmällisempaan ikäarviointiin.
Ryhmä sovelsi HD 140283: een viimeisimpiä evoluutiojälkiä (pohjimmiltaan tietokonemalleja, jotka seuraavat tähtiä kirkkaudella ja lämpötilan kehityksellä ajan funktiona) ja johti ikään 14,46 +0,80 miljardia vuotta (katso kuva yllä). Tähän liittyvää epävarmuutta voitaisiin kuitenkin edelleen lieventää lisäämällä (erittäin) metallihuonojen tähtiä näytteen kokoa tarkalla etäisyydellä yhdessä loppumattoman tehtävän kanssa parantaa tietokoneiden malleja, joita käytetään tähden evoluutioradan piirtämiseen. Tuosta näytteestä laskettu keskiarvo tarjoaisi lujan alarajan maailmankaikkeuden iälle. Määritetyn iän luotettavuus riippuu myös näytteen metallipitoisuuden tarkasta määrittämisestä. Meidän ei kuitenkaan tarvitse joutua odottamaan kauan, kuten Don VandenBerg (UVic) välitti ystävällisesti Space Magazine -lehdelle odottaen "laajennettua artikkelia HD 140283: sta ja muita [samanlaisia] kohteita, joille olemme parantaneet parallaksia [etäisyydet]".
Kuten alussa todettiin, globaalien klustereiden ja Hubble-vakion analyysit antoivat maailmankaikkeudelle huomattavan erilaisia ikäjaksoja. Tästä syystä Bond et al. Vuoden 2013 tutkimus, jonka tavoitteena oli määrittää metallin köyhän tähden HD 140283 ikä, jota voitaisiin verrata nykyisiin maailmankaikkeuden ikäennusteisiin. Väärät ikäluokat johtuivat osittain epävarmuuksista kosmisessa etäisyysasteikossa, koska Hubble-vakion määrittämisessä luotiin (tarkat) etäisyydet galakseihin. Historialliset arviot Hubble-vakiosta vaihtelivat välillä 50 - 100 km / s / Mpc, mikä määrittelee maailmankaikkeuden ikäjakauman ~ 10 miljardia vuotta.
Edellä mainittu Hubble-vakioarvioiden leviäminen oli varmasti epätyydyttävä, ja tähtitieteilijät tunnustivat, että luotettavia tuloksia tarvitaan. Yksi HST: lle suunnitelluista päätavoitteista oli vähentää Hubble-vakioon liittyvää epävarmuutta <10%: iin, mikä tarjoaa paremman arvion maailmankaikkeuden iästä. Nykyiset arviot Hubble-vakiosta, joka on sidottu HST-tietoihin, näyttävät ulottuvan pienemmälle alueelle (64-75 km / s / Mpc), keskiarvon ollessa ikä lähellä ~ 14 miljardia vuotta.
Tähtien luotettavan iän määrittäminen globaaleissa klustereissa riippuu myös luotettavan etäisyyden saatavuudesta, ja työryhmä toteaa, että ”on edelleen epäselvää, ovatko globuurien klusterien ikät yhteensopivia maailmankaikkeuden iän kanssa [ennustetaan Hubble-vakion perusteella ja muut keinot]. ” Globulaariset klusterit asettavat alarajan maailmankaikkeuden iälle, ja niiden iän tulisi olla pienempi kuin Hubble-vakiosta (& kosmologiset parametrit) johdettu ikä.
Yhteenvetona, tutkimus vahvistaa, että aurinkoalueella liikkuu vanhoja tähtiä, joita voidaan käyttää rajoittamaan maailmankaikkeuden ikää (~ 14 miljardia vuotta). Vertailun vuoksi aurinko on ~ 4,5 miljardia vuotta vanha.
Ryhmän havainnot ilmestyvät Astrophysical Journal Letters -lehtiin, ja esipainatus on saatavana arXiviin. Tutkimuksen yhteistyökumppanit ovat E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer ja D. Harmer. Täydellistä tietoa haluava lukija pitää seuraavat teokset merkityksellisinä: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
